中国股票、期货、期权交易所的主机交易托管服务（主机托管机架）是支撑高频交易、数据备份及业务连续性的核心基础设施，其设计围绕低延迟、高可用、强合规三大目标展开。结合行业最新实践（2025年上半年招标数据）、监管要求及技术演进趋势，本文从技术架构、设备配置到运维管理进行系统性解析，旨在为行业提供可参考的技术白皮书模板。

一、基础设施层：从物理底座到网络联接的精密支撑

1.1 物理机架结构：高密、冗余与灾备一体化设计

作为托管服务的物理底座，机架结构需同时满足空间效率、散热性能及灾难恢复要求，其设计要点如下：

（1）机柜规格与布局

- 标准机柜：当前主流采用42U工业级标准机柜（符合EIA-310国际标准），深度≥1200mm，支持19英寸设备安装，配备抗震导轨、盲板及模块化线缆管理系统，保障设备稳定与布线规范。部分超算/AI场景已试点48U机柜（如中金所AI量化交易专区），以容纳更多GPU/NPU加速卡，适配高频策略算力需求。

- 设备部署：为压缩交易延迟，普遍采用1U/2U高密度机架式服务器（如戴尔PowerEdge R650、华为鲲鹏920服务器），单机柜功率密度从传统8kW提升至15-20kW（液冷技术支持下）。

- 灾备体系：严格遵循“本地-同城-异地”三级架构（符合《证券期货业信息系统运维管理规范》GB/T 28827-2022），明确RTO（恢复时间目标）≤30分钟、RPO（恢复点目标）≤5分钟。例如红塔证券昆明灾备机房与主中心采用“双活架构”，实时同步交易数据，确保极端情况下业务无缝切换。

（2）供电与散热系统

- 供电保障：采用双路冗余设计（A/B路独立UPS+柴油发电机），单服务器配备双电源模块（≥2×2000W），支持热插拔，避免单点故障。关键设备（如撮合引擎）额外配置锂电池备用电源（LBS），确保断电后维持核心交易10秒以上。

- 散热优化：高密度计算节点（如AI服务器）引入冷板式液冷技术（间接接触式，主流方案），通过冷却液在服务器主板冷板中循环带走热量，PUE（Power Usage Effectiveness，电源使用效率）控制在1.15以下（传统风冷约1.6-1.8）。浸没式液相变技术仍在试点阶段（如上期所贵金属交易区测试），适用于更高功率密度场景（≥35kW/柜）。

1.2 网络连接架构：直连核心与超低延迟保障

网络是交易指令传输的“生命线”，其设计以低延迟、高可靠、强隔离为核心目标：

（1）拓扑与延迟控制

- 直连核心交易系统：托管机架通过交易所局域网（LAN）一跳直达撮合引擎，物理距离≤30米（如沪深交易所金桥/张江机房），网络延迟≤0.05ms（含协议栈处理），满足高频交易“微秒级响应”需求。

- 同城灾备互联：主备数据中心间采用暗光纤专线（Dark Fiber）直连，支持25G/100G光模块（头部券商已批量部署），数据同步延迟＜30ms，保障主备机房快速切换。

（2）设备与隔离策略

- 网络设备选型：接入层部署低延迟交换机（如华为CE6865系列），支持VXLAN/Geneve隧道协议（适应云网融合趋势），核心层配置硬件防火墙（如天融信TopSec）及HSM（Hardware Security Module，硬件安全模块），实现不同客户流量物理隔离与加密认证。

- 抗攻击能力：网络设备内置DDoS防护引擎，抵御能力≥1.5Tbps（符合《网络安全等级保护条例》三级要求），并通过每年第三方渗透测试验证防护有效性。

二、安全合规层：监管硬约束与数据主权保障

2.1 监管合规要求

交易所托管服务需满足多重监管硬性要求，覆盖物理安全、数据安全及运维审计全流程：

- 物理隔离：沪深交易所明确规定托管资源需独立机柜或区域，禁止与非交易业务混用（如办公终端、测试服务器），避免资源竞争与干扰（《证券期货业信息系统安全等级保护基本要求》）。

- 日志与审计：所有操作日志（包括设备开关机、配置修改、流量访问）需实时写入只读存储，保存期限≥20年，支持监管机构实时调阅（《证券及期货条例》）。

- 数据本地化：金融交易数据（如订单、行情）严格本地化存储，跨境传输需经网信办安全评估（《数据出境安全评估办法》）。例如香港业务需通过HKMA（香港金融管理局）认证的Tier III+机房托管，确保数据主权。

2.2 安全技术措施

- 边界防护：托管区与非托管区通过防火墙+网闸双层隔离，防火墙策略按“最小权限原则”配置，仅开放交易必需端口（如TCP 443、9092）。

- 身份认证：设备访问采用“双因素认证（2FA）”+生物识别（指纹/虹膜），远程管理需通过堡垒机审计，操作记录不可篡改。

- 加密传输：交易数据在网络层采用TLS 1.3加密，存储层使用AES-256加密，密钥由HSM集中管理，防止泄露风险。

三、硬件支撑层：国产化与高性能的协同演进

基于华福证券、财信证券2025年上半年招标文件，托管机架核心设备呈现国产芯片主导、高性能存储与加速计算并行的特点，具体配置如下：

注：国产芯片（鲲鹏、海光、昇腾）占比显著提升（如华福证券90%服务器采用国产芯），符合金融信创一期试点要求（银发〔2023〕128号）。

四、运维管理层：智能化与混合云协同

4.1 远程与自动化运维

- 带外管理：服务器集成iDRAC/iLO接口，支持与操作系统无关的远程开关机、固件更新，故障处理效率提升70%。

- 智能监控：部署AI预测性维护平台，通过机器学习分析温湿度、功耗、设备状态等数据，提前3-7天预警硬件故障（如硬盘即将损坏），降低宕机风险。

- 自动化巡检：采用脚本工具（如Ansible）实现配置自动核查、日志自动分析，人工巡检频次从每日1次降至每周1次。

4.2 混合云集成

非核心业务（如客户行为分析、行情推送）探索公有云部署，但清算、交易撮合等核心系统严格保留在物理机架。部分交易所试点“云边协同”模式，边缘节点（如券商营业部）通过5G切片连接托管中心，实现低延迟行情分发。

五、未来演进方向

5.1 技术创新趋势

- 异构计算融合：GPU+FPGA+NPU协同调度方案（如新华三H3C UniServer R5500 G6）逐步落地，支撑高频策略、期权定价等复杂计算。

- 绿色低碳：探索光伏供电+储能系统（如深交所光明数据中心试点），结合液冷技术将PUE进一步降至1.1以下。

- 量子加密通信：部分交易所（如郑商所）启动量子密钥分发（QKD）试点，保障交易数据传输绝对安全。

5.2 政策驱动要求

根据证监会《证券期货业科技发展“十四五”规划》，2025-2030年将重点推进：

- 托管机房信创化率≥90%（2025年目标）；

- 核心系统故障切换时间≤10ms（2027年目标）；

- 数据中心可再生能源占比≥50%（2030年目标）。

结论

中国金融交易所主机托管机架是“底座-防护-功能-管控”四位一体的精密系统工程：

- 基础设施层通过高密机柜、液冷供电保障硬件稳定；

- 网络层以直连核心、暗光纤实现超低延迟；

- 安全合规层依托物理隔离、等保三级满足监管硬约束；

- 硬件支撑层借助国产芯片、AI加速支撑高频交易；

- 运维管理层通过智能监控、混合云提升效率。

未来，随着异构计算、量子加密、绿色低碳等技术的融合应用，主机托管服务将进一步赋能交易效率提升与系统可靠性升级，成为中国金融市场高质量发展的核心基础设施。